DE10004444A1 - Knochenschraubensystem - Google Patents
KnochenschraubensystemInfo
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Abstract
Ein Knochenschraubensystem enthält eine Pedikelschraube zur Verankerung eines Verbindungsstabes. Die Pedikelschraube weist einen Gabelkopf mit Innengewinde auf, dem eine die beiden Gabelschenkel umgreifende Preßhülse und eine in das Innengewinde einschraubbare Fixierschraube zugeordnet sind. Der Verbindungsstab wird auf eine Lagerfläche zwischen den Gabelschenkeln eingelegt und über die Preßhülse mit der Fixierschraube gegen die Lagerfläche gedrückt. Die distale Stirnseite der Preßhülse hat zwei sich gegenüberliegende Ausnehmungen, die zusammen mit der Lagerfläche den Verbindungsstab umspannen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Knochenschraubensystem mit einer
Pedikelschraube zur Verankerung eines Verbindungsstabes, wobei
die Pedikelschraube einen Gabelkopf mit Innengewinde aufweist,
dem ein die beiden Gabelschenkel umfassender Ring und eine in
das Innengewinde einschraubbare Fixierschraube zugeordnet sind,
und wobei der Verbindungsstab auf eine Lagerfläche zwischen den
Gabelschenkeln eingelegt wird.
Aus der WO 92/20294 ist eine Pedikelschraube für ein System zur
Osteosynthese an der Wirbelsäule bekannt, die einen Gabelkopf
aufweist, in dessen Ausnehmung der Verbindungsstab eingelegt
wird. Fixiert wird der Verbindungsstab mittels einer in die
Ausnehmung einschraubbaren Fixierschraube. Bei diesem System
können die Gabelschenkel durch Belastungen im Gebrauch ausein
andergedrückt werden, so daß das System insgesamt gelockert
wird.
Dieser Mangel wird gemäß einem aus der WO 94/14384 bekannten
System dadurch behoben, daß die Fixierschraube mit einer Kappe
ausgebildet ist, die um die Gabelschenkel greift, während der
Schraubbereich mit dem Gewinde zwischen den Gabelschenkeln
zusammenwirkt. Bei dieser Ausgestaltung besteht nur ein punk
tueller Anpreßpunkt zwischen Fixierschraube und Verbindungsstab,
der ebenfalls zu einer frühzeitigen Lockerung des Fixiersystems
führen kann. Außerdem erfolgt ein Aneinanderreiben zwischen
Fixierschraube und Verbindungsstab beim Fixiervorgang.
Aus der WO 95/01132 ist ein System der gattungsgemäßen Art
bekannt, bei dem die Fixierschraube unabhängig von der die
Gabelschenkel zusammenhaltenden Ringkappe ausgestaltet ist.
Damit kann die Fixierschraube zur Erlangung des notwendigen
Anpreßdrucks eingeschraubt werden, ohne vom Anlegen der Kappe
auf die Stirnseite der Gabelschenkel gehindert zu werden. Jedoch
wird auch bei dieser bekannten Vorrichtung die Fixierschraube
beim Eindrehen an der Verbindungsstange reiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Knochenschrauben
system der eingangs genannten Art zu entwickeln, das eine ein
fache und sichere Handhabung während des chirurgischen Eingrif
fes ermöglicht und ein auf Dauer stabiles System darstellt.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Preßhülse umschließt die beiden Gabelschen
kel bei eingelegtem Verbindungsstab, stützt sich am Verbindungs
stab ab und überträgt den Anpreßdruck der Fixierschraube auf den
Verbindungsstab, derart, daß ein Formschluß des Verbindungsstabs
mit der Lagerfläche des Pedikelschraubenkopfes und den Ausneh
mungen der Preßhülse erreicht wird. Dadurch besteht beim Fest
drehen und Lockern der Fixierschraube kein Kontakt und damit
keine nennenswerte Reibung zwischen Fixierschraube und Verbin
dungsstab.
Mit den den Verbindungsstab teilweise umgebenden Ausnehmungen
der Preßhülse werden die Druckflächen auf den Verbindungsstab
erhöht, was zur Verbesserung der Stabilität des Knochenschrau
benystems beiträgt, das durch die Bewegungen des Patienten
großen Belastungen ausgesetzt ist. Die Ausnehmungen in der Preß
hülse haben ferner den Vorteil, daß bei der Verbindung mehrerer
Pedikelschrauben mit einem Verbindungsstab, z. B. zur Behandlung
von Wirbelsäulenverkrümmungen, die Preßhülse auch bei nicht
optimal in Formschluß mit der Aussparung im Gabelkopf eingeleg
tem Verbindungsstab durch die Fixierschraube in den Formschluß
gezwungen werden kann.
Durch die Preßhülse wird ferner die Druckfläche auf den Ver
bindungsstab an die Außenseite des Gabelkopfes der Pedikel
schraube verlegt und dadurch die Hebelwirkung verbessert. Hier
durch können eine Begradigung des Verbindungsstabs oder Betätigungen
des Knochenschraubensystemes zur Korrektur von Knochen
lagen (Distraktion, Kompression, Rotation) im Bereich der
Pedikelschraube mit geringerer Kraftanwendung bewältigt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Ausnehmungen der Preßhülse eine
Tiefe haben, die mindestens ein Viertel des Durchmessers des
Verbindungsstabes beträgt. Sehr gute Ergebnisse wurden mit einer
Ausgestaltung erzielt, bei der der Verbindungsstab zu einem
Drittel in der Ausnehmung der Preßhülse und zu 2/3 in der Ver
tiefung des Gabelkopfes der Pedikelschraube zu liegen kommt. In
solchen Fällen gab es trotz nicht gerader Verbindungsstange kei
ne Probleme beim Einpassen und Einschrauben der Fixierschrauben.
Die Abmessungen von Knochenschraubensystemen werden durch die
beschränkten Bereiche im Operationsfeld am Körper bestimmt. Un
ter Wahrung dieser Rahmenbedingungen und unter Berücksichtigung
der Stabilitätsanforderungen wird gemäß einer weiteren Ausge
staltung der Erfindung vorgeschlagen, die Preßhülse so auszule
gen, daß sie zumindest bei den Ausnehmungen eine größtmögliche
Wandstärke hat.
Eine vorteilhafte und fertigungstechnisch einfache Ausgestaltung
sieht eine Verdickung des proximalen Endes der Preßhülse vor.
Eine derartige Verdickung bildet gleichzeitig eine Ringschulter,
die als Abstützstelle für eine Zange dienen kann.
Wandstärken der Preßhülse zumindest im Bereich der Ausnehmungen
in der Größenordnung von über 1,5 mm haben gute Resultate ge
zeigt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat die Fixier
schraube einen zylindrischen Kopf, etwa in der Form einer Schei
be, deren Dicke und Durchmesser so ausgelegt sind, daß die
Scheibe die Druckkraftübertragung auf die Preßhülse auf Dauer
gewährleistet.
Um die Schraubverbindung für den Formschluß des Verbindungsstabs
mit der Pedikelschraube gegen Bewegungen des Patienten zu
sichern, ist eine Sicherungsschraube vorgesehen, die in eine
Schraubbohrung der Fixierschraube eingeschraubt sich gegen die
Verbindungsstange abstützt.
Der Kopf der Fixierschraube ist vorzugsweise mit Mitteln ausge
stattet, die zur Übertragung von Torsionskräften von einem Werk
zeug dienen. Diese Mittel können Schlitze, begradigte Umfangsbe
reiche oder dergleichen sein. Eine einfache Ausgestaltung be
steht darin, daß der Mantelbereich des zylindrischen oder schei
benförmigen Kopfes der Fixierschraube zwei parallel zueinander
gerichtete Abflachungen hat. Diese Ausgestaltung erlaubt eine
rasche und wiederholte Handhabung der Fixierschraube.
Bei der bekannten Vorrichtung nach WO 95/01132 ist die Fixier
schraube ebenfalls mit einer zentralen Schraubbohrung für eine
Sicherungsschraube versehen. Die jedoch als Sechskant ausgebil
dete Schraubbohrung dient gleichzeitig zur Aufnahme eines
Schraubinstruments. Damit ist die bekannte Ausführung allenfalls
für wenige Schraubvorgänge verwendbar, da ein dafür zu verwen
dendes Instrument unmittelbar auf das Gewinde einwirkt und die
ses beschädigen kann. Korrekturen der Lage des Verbindungsstabs
lassen sich daher damit kaum durchführen.
Die erfindungsgemäße Fixierschraube erlaubt dagegen mehrfache
Manipulationen des Knochenschraubensystemes, da beim Lockern und
Festziehen der Fixierschraube lediglich ein Eingriff zwischen
Instrument und dem äußeren Bereich, z. B. der Abflachungen des
Kopfes der Fixierschraube, erfolgt. Die Gewinde werden dabei
nicht berührt. Ferner erlaubt die Verlagerung der torsionsein
leitenden Flächen auf den Außenumfang des Fixierschraubenkopfes
eine leichtere und sensiblere Betätigung der Fixierschraube.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
schließt das Knochenschraubensystem ein mit der Fixierschraube
zusammenwirkendes Instrument ein, das mit der Fixierschraube
lösbar verbunden werden kann.
Die erfindungsgemäße Fixierschraube ermöglicht durch ihre Ausge
staltung die Anwendung eines angepaßten Instruments, wobei die
zunächst frei bleibende zentrale Schraubbohrung der Fixier
schraube für eine temporäre Schraubverbindung des Instruments an
die Fixierschraube genutzt werden kann. Das Instrument kann bei
spielweise am Angriffsende ein Steckschlüssel mit einer zentra
len Schraube sein, die in die Schraubbohrung der Fixierschraube
einschraubbar ist.
Mit einem derartigen System, bei dem die Fixierschraube mit dem
Instrument verbunden ist, kann der Chirurg bequem und ohne das
Instrument an- und absetzen zu müssen, die Verbindung zwischen
Fixierschraube und Verbindungsstange so oft, wie für den Kor
rektur- oder Eingriffsprozeß erforderlich, lockern und fest
drehen, wodurch eine genaue Manipulation und rasche Handhabung
möglich ist, die die Operationszeit wesentlich verkürzt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit zugeordnetem
Werkzeug.
In Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Pedikel
schraube 10 dargestellt, die einen Schraubenbereich 11 und einen
gabelförmigen Kopf 12 aufweist. Eine derartige Schraube wird zur
Lagekorrektur oder Halterung von Knochen, z. B. bei Brüchen, Kno
chendeformationen, in Verbindung mit einer Verbindungsstange 16
verwendet.
Der zwei Gabelschenkel 13 aufweisende Kopf 12 dient zur Aufnahme
der Verbindungsstange 16. Dazu ist der Zwischenraum 14 zwischen
den Gabelschenkeln 13 am Ende als zylindrische Ausnehmung oder
Lagerfläche 15 ausgebildet, in die die Verbindungsstange 16 ge
legt wird. Für eine formschlüssige Verbindung der Verbindungs
stange 16 mit der Pedikelschraube 10 ist eine Preßhülse 17 vor
gesehen, die um die Gabelschenkel 13 geschoben und zur Auflage
auf der Verbindungsstange 16 gebracht wird.
Die Gabelschenkel 13 weisen auf der dem Zwischenraum 14 zuge
wandten Seite ein Gewinde 19 auf. Mit einer Fixierschraube 18,
die in den Zwischenraum 14 eingeschraubt wird und einen im
Durchmesser vergrößerten, scheibenförmigen Kopf 20 aufweist,
wird die Preßhülse 17 gegen die Verbindungsstange 16 gedrückt.
Der scheibenförmige Kopf 20 drückt dabei auf die distale
Stirnseite 21 der Preßhülse 17.
Zur Behandlung von Wirbelsäulenverkrümmungen beispielsweise
werden mehrere Pedikelschrauben 10 zur Befestigung einer Ver
bindungsstange 16 in Abständen in Wirbelkörpern eingeschraubt.
Dabei kommt es häufig vor, daß die Verbindungsstange 16 nicht
optimal auf der Lagerfläche 15 liegt und damit Schwierigkeiten
beim Ansetzen der Fixierschraube 18 im Innengewinde 19 der Ga
belschenkel 13 bestehen. Um derartige Schwierigkeiten zu vermei
den, hat die Preßhülse 17 an der mit der Verbindungsstange 16 in
Kontakt kommenden Stirnseite 22 zwei sich gegenüberliegende Aus
nehmungen 23, die in Verbindung mit der Ausnehmung 15 einen Zy
linder bilden, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Verbin
dungsstange 16 entspricht. Die Tiefe 24 der Ausnehmung 15 im
Kopf 12 der Pedikelschraube 10 nimmt dabei etwa 2/3 und die
Tiefe 25 der Ausnehmung 23 an der Preßhülse 17 etwa 1/3 des
Durchmessers der Verbindungsstange 16 ein.
Die Preßhülse 17 ist in Fig. 1, Abbildung a in Seitenansicht und Teil
längsschnitt gezeigt. Die Abbildung b zeigt die Stirnseite 22 mit den
Ausnehmungen 23 der Preßhülse 17.
Durch die Aussparungen 23 der Preßhülse 17 wird diese auch bei
nicht optimal liegendem Verbindungsstab 16 ausreichend Raum
lassen, um die Fixierschraube 18 ohne Schwierigkeiten zum Ein
rasten in das Innengewinde 19 zu bringen.
Die Preßhülse 17 hat am proximalen Ende 22 einen verdickten
Ringbereich, der einerseits die Auflagefläche der Ausnehmungen
23 zur Verbesserung des Preßfits der Verbindungsstange 16 ver
größert und andererseits eine Ringschulter 26 bildet. Die Ring
schulter 26 und eine Schulter 27 am Kopf 12 der Pedikelschraube
10 können für den Einsatz einer die beiden Schultern 26, 27 hin
tergreifenden Zange genutzt werden, mit der während der Anbrin
gung der Fixierschraube 18 die Preßhülse 17 gegen den Kopf 12
der Pedikelschraube gedrückt wird. Dadurch kann der Formschluß
des Verbindungsstabs 16 mit den Ausnehmungen 15, 23 leichter her
gestellt werden, insbesondere dann, wenn die bereits mit anderen
Pedikelschrauben verbundene Verbindungsstange 16 nicht auf der
Lagerfläche 15 zum Aufliegen kommt und in diese Position ge
zwungen werden muß.
Schließlich ist eine Sicherungsschraube 30 vorgesehen, die in
eine Gewindebohrung 31 der Fixierschraube 18 zur Sicherung der
Verbindung zwischen dem Knochenschraubensystem und der Verbin
dungsstange eingeschraubt wird. Die Sicherungsschraube 30 hat
eine Sechskantbohrung 32 für einen Imbusschlüssel.
Eine weitere Vereinfachung der Handhabung des Knochenschrauben
systems ergibt sich, wenn der Kopf 20 der Fixierschraube 18 zum
Einleiten von Drehkräften ausgebildet wird. Diese Ausführung hat
den weiteren Vorteil, daß beim Festdrehen und Lockern der
Fixierschraube 18 deren Innengewinde 31 nicht berührt wird.
Gemäß Fig. 1 hat der zylindrische oder scheibenförmige Kopf 20
der Fixierschraube 18 am Umfang zwei Abflachungen 33 für die
Drehkrafteinleitung. Die Abflachungen 33 sind in Fig. 1, Abbildung c in
Verbindung mit Abbildung d (Draufsicht auf die Fixierschraube 18) er
kennbar. Bei dieser Ausgestaltung wird das Drehmoment auf einen
größtmöglichen Radius verlagert. Es ist natürlich jede andere
Ausgestaltung für eine Schraubkrafteinleitung möglich, wichtig
dabei ist, daß keine krafteinleitende Bauteile des Werkzeuges
mit den Gewinden der Fixierschraube 18 in Verbindung kommen.
In Fig. 2 ist das in Fig. 1 gezeigte System in zusammengesetzter
Form und in Verbindung mit einem Instrument 40 dargestellt, das
zur Übertragung von Torsionskräften mit dem Kopf 20 der Fixier
schraube 18 in Kraftschluß bringbar ist und eine in die Gewinde
bohrung 31 der Fixierschraube 18 einschraubbare Schraube 41 ent
hält. Mit der Schraube 41 wird das Instrument 40 während der
Operation mit der Fixierschraube 18 und über diese mit dem Kno
chenschraubensystem verbunden. Diese Gebrauchsstellung ist in
Fig. 2, Abbildung a dargestellt, die eine Seitenansicht des Knochen
schraubensystems 10, 17, 18 und des Instruments bzw. Anschluß
stückes 40 zeigt.
Das Instrument 40 ist gemäß der Zeichnung, Fig. 2. Abbildung b, als
hohlzylindrisches Anschlußstück 40 ausgebildet. An der einen
Stirnseite 42 hat das Anschlußstück 40 zwei sich gegenüberlie
gende, längsgerichtete Vorsprünge oder Nasen 43 mit ebenen In
nenflächen 44, die mit den Abflachungen 33 der Fixierschraube
zusammenwirken. Eine Draufsicht auf die Stirnseite 42 des An
schlußstückes 40 ist in Fig. 2 Abbildung c gezeigt, in der die ebenen
Innenflächen 44 erkennber sind.
Das Ende 42 des Anschlußstücks 40 hat ferner einen Boden 45 mit
einer zentralen Gewindebohrung 46 für eine Schraube 41, die in
die Gewindebohrung 31 der Fixierschraube 18 eingeschraubt wird.
Um bei der Handhabung des Anschlußstückes 40 die Schraubverbin
dung mit der Fixierschraube 18 nicht zu beeinträchtigen, hat die
Schraube 41 einen dünneren Zwischenbereich 48, der mit Spiel in
der Gewindebohrung 46 des Anschlußstückes 40 zu liegen kommt.
Die Schraube 41 wird mittels eines Imbusschlüssels betätigt,
dazu hat der Schraubenkopf eine Mehrkantvertiefung 49.
Die Torsionskräfte übertragenden Flächen zwischen Anschlußstück
und Fixierschraube können auch jede andere Gestalt haben, wie
z. B. Vierkant oder dergleichen, Stifte und Bohrungen oder Nut
und Federn.
Für die Ankopplung eines Werkzeuges 55 an das Anschlußstück 40
ist an dessen Umfang ein Sechskantring 50 vorgesehen, auf das
ein Verlängerungsstück oder Werkzeug 55 kraftschlüssig aufsteck
bar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen raschen Werkzeug
wechsel während der Behandlung.
Wenn kein Bedarf besteht, unterschiedliche Werkzeuge in Zusam
menhang mit dem Anschlußstück 40 zu verwenden, kann das An
schlußstück 40 mit einer hohlzylindrischen Verlängerung 55
einstückig hergestellt werden. In diesem Fall ist der äußere
Sechskantring 50 nicht erforderlich.
Das Zusammenwirken des vorstehend beschriebenen Implantates
10, 17, 18 mit dem Instrument 40 bietet ein gut und rasch hantier
bares System. Bei der Korrektur einer Wirbelsäulenverkrümmung
beispielsweise, bei der mehrere Pedikelschrauben 10 mit einer
Verbindungsstange 16 verbunden und anschließend ausgerichtet
werden müssen, kann die Ausrichtung bequem über die an den Kno
chenschraubensystemen 10, 17, 18 angebrachten Instrumente 40, 55
durchgeführt werden. Dabei werden die Fixierschrauben 18 pro
blemlos durch Drehen des jeweiligen Instrumentes 40, 55 gelöst
oder festgedreht, und über das als Hebelarm wirkende Werkzeug 55
wird die Ausrichtung vorgenommen. Diese Prozedur kann so oft wie
erforderlich vorgenommen werden, ohne zwischendurch Instrumente
auswechseln oder ab- und ansetzen zu müssen.
Nach erfolgter Korrektur und festem Anziehen der Fixierschrauben
18 werden die Werkzeuge 55 vom jeweiligen Anschlußstück 40 abge
zogen, die jeweiligen Schrauben 41 gelöst und die Anschlußstücke
40 abgenommen.
Claims (9)
1. Knochenschraubensystem mit einer Pedikelschraube zur
Verankerung eines Verbindungsstabes, wobei die Pedikelschrau
be einen Gabelkopf mit Innengewinde aufweist, dem ein die
beiden Gabelschenkel umfassender Ring und eine im Innenge
winde einschraubbare Fixierschraube zugeordnet sind, und
wobei der Verbindungsstab auf eine Lagerfläche zwischen den
Gabelschenkeln eingelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ring als Preßhülse (17) mit zwei an einer Stirnseite (22)
angeordneten, sich gegenüberliegenden Ausnehmungen (23)
ausgebildet ist, derart, daß bei eingelegtem Verbindungsstab
(16) dieser von der Lagerfläche (15) des Gabelkopfes (12) und
den Ausnehmungen der Preßhülse umspannbar und mittels der
Fixierschraube (18) mit der Pedikelschraube (10) formschlüs
sig verbindbar ist.
2. Knochenschraubensystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ausnehmungen (23) der Preßhülse (17) eine
Tiefe (25) haben, die mindestens ein Viertel, vorzugsweise
etwa ein Drittel des Durchmessers des Verbindungsstabes(16)
beträgt.
3. Knochenschraubensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Preßhülse (17) zumindest an der die
Ausnehmungen (23) aufweisenden Stirnseite (22) dickwandig
ist.
4. Knochenschraubensystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wandstärke (25') der Preßhülse (17) zumin
dest im Bereich der Ausnehmungen (23) etwa 1,2 mm bis 4 mm,
vorzugsweise etwa 2 mm beträgt.
5. Knochenschraubensystem nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierschraube (18)
einen zylindrischen Kopf (20) hat, dessen Durchmesser in etwa
dem Außendurchmesser der Preßhülse (17) entspricht.
6. Knochenschraubensystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kopf (20) der Fixierschraube zur Aufnahme
eines Torsionsinstrumentes (40) ausgebildet ist.
7. Knochenschraubensystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zylindrische Kopf (20) der Fixierschraube
im Mantelbereich mindestens zwei sich gegenüberliegende Ab
flachungen (33) aufweist.
8. Knochenschraubensystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierschraube
(18) eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Sicherungsschrau
be (30) aufweist.
9. Knochenschraubensystem nach Anspruch 6 oder 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß dem System ein Instrument (40, 55)
zugeordnet ist, das zur Übertragung von Torsionskräften mit
der Fixierschraube (18) in Kraftschluß bringbar ist und eine
in die Gewindebohrung (31) der Fixierschraube einschraubbare
Schraube (41) enthält, mittels der das Instrument temporär
mit der Fixierschraube und über diese mit dem Knochenschrau
bensystem (10, 17, 18) verbindbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000104444 DE10004444B4 (de) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | Knochenschraubensystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000104444 DE10004444B4 (de) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | Knochenschraubensystem |
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DE10004444B4 DE10004444B4 (de) | 2014-01-09 |
Family
ID=7629511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000104444 Expired - Lifetime DE10004444B4 (de) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | Knochenschraubensystem |
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